首页 > 行业资讯 > 中科大Adv. Sci.: 多孔WC基自支撑陶瓷电极，实现高电流密度下高效析氢

中科大Adv. Sci.: 多孔WC基自支撑陶瓷电极，实现高电流密度下高效析氢

时间：2022-04-17 来源： 浏览：

中科大Adv. Sci.: 多孔WC基自支撑陶瓷电极，实现高电流密度下高效析氢

怪咖 催化开天地
催化开天地

catalysisworld

催化开天地（Catalysis Opens New World），分享催化基本知识，关注催化前沿研究动态，我们只专注于催化！

收录于话题

【做计算 找华算】 超过1万个成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！
鉴于与传统化石燃料资源减少有关的全球能源危机，氢是一种有前途的替代、清洁和可持续能源。在各种制氢方案中，电催化水分解具有产品纯度高、规模化生产可行性、技术环保等先天优势。Pt基金属催化剂是析氢反应(HER)最有效的电催化剂，但它们的高成本和有限的自然资源严重阻碍了它们的大规模应用，故人们致力于开发具有成本效益和高效的先进非贵金属电化学催化剂。
基于此， 中国科学技术大学Yuxi Xian 和 徐鑫 等通过转相流延和无压烧结法成功制备了用于HER工艺的不对称多孔陶瓷膜电极。
该成型方法可以准确地定制膜厚度，该电极具有丰富的原位形成的WC-N/W异质结构。因此，WC-N/W-1200电极表现出出色的HER性能，在酸性和碱性介质中的最低过电位分别为87 mV和104 mV，Tafel斜率分别为44.9 mV dec -1 和62.2 mV dec -1 ，且在1000 mA cm -2 的高电流密度下保持出色的长期稳定性。
实验结果和理论计算，结合WC-N/W-1200电极优异的HER催化性能，研究人员提出了以下总体机理：
1.具有指状孔的多孔陶瓷电极表现出超亲水性，促进了电极和电解质之间的电荷和离子的快速转移；
2.随着热处理温度的升高，导电金属W相的增加增强了其HER性能；
3. WC-N/W异质结构的界面使得电子结构和电荷密度分布得到有效调节；
4.WC-N和W相之间稳定的原位形成的原子共轭有利于电子的快速转移；
5.WC-N/W异质结构中的莫特-肖特基效应加速了电子通过M/TMC界面的流动，从而提高了催化剂在HER反应中的电子传输效率和转化率；
6.高温(原位)反应产生了丰富的缺陷位点，可以调节电极的电子和表面特性。这项工作提出一种新的、简单的方法来设计新颖、高效的WC基HER电催化剂，并生产出可用于大规模工业H 2 生产的稳定电极。
Robust Porous WC-Based Self-Supported Ceramic Electrodes for High Current Density Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202106029

【做计算 找华算】 华算科技已向 电池、催化、纳米材料、生物、医药等 领域研究人员提供超过 一万余 项 多 尺 度计算模拟解决方案。

方向涉及 材料结构、扩散、电导率、表面吸附能/吸附位、吸附分子构型优化、催化活性能、反应路径计算、OER、HER、ORR、自由能计算 等。 
华算科技 专业靠谱、正版商业软件版权、全职海归计算团队！即刻添加下方微信好友，沟通计算详情。

  点击阅读原文，提交计算需求！

版权：如无特殊注明，文章转载自网络，侵权请联系cnmhg168#163.com删除！文件均为网友上传，仅供研究和学习使用，务必24小时内删除。
相关推荐
热门信息